第十一章 初级I/O函数
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
close :int close(int fd);
关闭文件；
当使用完文件后可使用close()关闭文件，而close()会让数据写回磁盘，并释放该文件所占用的资源。
参数fd为先前由open()或creat()所返回的文件描述符；
成功返回0，发生错误返回-1；
EBADF 参数fd非有效的文件描述符或该文件已关闭；
虽然在进程结束时，系统会自动关闭已打开的文件，但仍建议自行关闭文件，并确实检查返回值；
creat :int creat(const char *pathname, mode_t mode);
参数pathname指向欲创建的文件路径字符串，creat()相当于使用下列的调用方式调用open():
open(const char *pathname, O_CREAT|O_WRONLY|O_TRUNC, mode_t mode);
creat()会返回新的文件描述符(file descriptor),若有错误发生则会返回-1，并把错误代码设给errno
EEXIST 参数pathname所指向的文件已存在；
EACCES 参数pathname所指向的文件不符合要求测试权限；
EROFS 欲打开写入权限的文件存在只读文件系统内；
EFAULT 参数pathname指针超出可存取内存空间；
EINVAL 参数mode不正确；
ENAMETOOLONG 参数pathname太长；
ENOMEM 核心内存不足；
ELOOP 参数pathname有过多的符号连接问题；
EMFILE 已达到进程可同时打开文件数上限；
ENFILE 已达到系统可同时打开文件数上限；
creat()无法建立特别的设备文件(device file),如果需要请使用mknod();
dup : int dup(int oldfd);
dup()用来复制参数oldfd所指的文件描述符，并将他返回。此新的文件描述符和参数oldfd指的是同一个文件；
共享所有的锁定，读写位置和各项权限或旗标。
当复制成功时，则返回最小及尚未使用的文件描述符，若有错误则返回-1，errno会存放错误代码；
EBADF 参数fd非有效的文件描述符或该文件已关闭；
dup2 :int dup2(int oldfd, int newfd);
复制文件描述符；
dup2()用来复制参数oldfd所指的文件描述符，并将它拷贝至参数newfd后一块返回。若参数newfd为一已打
开的文件描述符，则newfd所指的文件会选被关闭。dup2()所复制的文件描术符，与原来的文件描述符共享
各种文件状态；
当复制成功时，则返回最小及尚未使用的文件描述符，若有错误则返回-1，errno会存放错误代码；
EBADF 参数fd非有效的文件描述符或该文件已关闭；
dup2()相当于调用fcntl(oldfd, F_DUPFD, newfd);
fcntl : int fcntl(int fd, int cmd);
int fcntl(int fd, int cmd, long arg);
int fcntl(int fd, int cmd, struct flock *lock);
fcntl()用来操作文件描述符的些特性。参数fd代表欲设置的文件描述符，参数cmd代表欲操作的指令；
F_DUPFD 用来查找大于或等于参数arg的最小且仍未使用的文件描述符，并且复制参数fd的文件描述符，
执行成功则返回新复制的文件描述符。
F_GETFD 取得close-on-exec旗标。若此旗标的FD_CLOSEEXEC位为0，代表在调用exec()相关函数时文件
将不会被关闭；
F_SETFD 设置close-on-exec旗标。该旗标以参数arg的FD_CLOSEEXEC位决定；
F_GETFL 取得文件描述符状态旗标，此旗标为open()的参数flags;
F_SETFL 设置文件描述符状态旗标,参数arg为新旗标，但只允许O_APPEND, O_NONBLOCK 和O_ASYNC位改变
其他位的改变将不受影响；
F_GETLK 取得文件锁定状态；
F_SETLK 设置文件锁定状态。此时flock结构的l_type值必须是F_RDLCK, F_WRLCK 或 F_UNLCK。如果无法
建立锁定，则返回-1， 错误代码为EACCES或EAGAIN;
F_SETLKW F_SETLK作用相同,但是无法建立锁定时,此调用会一直等到锁定动作成功为止。若在等待锁定的
过程中被信号中断时，会立即返回-1，错误代码为EINTR。参数lock指针为flock结构指针：
struct flock
{
short int l_type; /* 锁定的型态 */
short int l_whence; /* 决定l_start位置 */
off_t l_start; /* 锁定区域的开头位置 */
off_t l_len; /* 锁定区域的大小 */
pid_t l_pid; /* 锁定动作的进程 */
}
l_type有三种型态：
F_RDLCK 建立一个供读取用的锁定；
F_WRLCK 建立一个供写入用的锁定；
F_UNLCK 删除之前建立的锁定；
l_whence有三种型态：
SEEK_SET 以文件开头为锁定的起始位置；
SEEK_CUR 以目前文件读写位置为锁定的起始位置；
SEEK_END 以文件结尾为锁定的起始位置；
成功返回0，发生错误返回-1，错误原因存于errno中。
flock : int flock(int fd, int operation);
flock()会依参数operation所指定的方式对参数fd所指的文件做各种锁定或解除锁定的动作；
此函数只能锁定整个文件，无法锁定文件的某一区段；
参数operation有下列四种情况：
LOCK_SH 建立共享锁定。多个进程可同时对同一文件作共享锁定；
LOCK_EX 建立互斥锁定。一个文件同时只有一个互斥锁定；
LOCK_UN 解除文件锁定；
LOCK_NB 无法建立锁定时，此操作可不被阻断，马上返回进程。通常与LOCK_SH 或 LOCK_EX 作OR(|)组合；
单一文件无法同时建立共享锁定或互斥锁定，而当使用dup()或fork()时文件描述符不会继承此种锁定；
返回0表示成功，若有错误则返回-1，错误代码存于errno;
fsync : int fsync(int fd);
将缓冲区数据写回磁盘；
fsync()负责将参数fd所指的文件数据，由系统缓冲区写回磁盘，以确保数据同步；
成功返回0，发生错误返回-1，错误原因存于errno中。
lseek :off_t lseek(int fildes, off_t offset, int whence);
每一个已打开的文件都有一个读写位置，当打开文件时通常其读写位置是指向文件开头，若是以附加的方式打开文件
（如A_APPEND）,则读写位置会指向文件尾。当read()或write()时，读写位置会随之增加，lseek()便是以用来控制该
文件的读写位置。参数files为已打开的文件描述符，参数offset为根据参数whence来移动读写位置的位移数。参数
whence为下列其中一种：
SEEK_SET 参数offset即为新的读写位置；
SEEK_CUR 以目前的读写位置往后增加offset个位移量；
SEEK_END 将读写位置指向文件尾后再增加offset个位移量；
当whence值为SEEK_CUR或SEEK_END时，参数offset允许负值的出现；
下列是较特殊的使用方式：
(1).欲将读写位置移到文件开头时：lseek(int fildes, 0, SEEK_SET);
(2).欲将读写位置移到文件尾时：lseek(int fildes, 0, SEEK_END);
(3).想要取得当前的文件读写位置时：lseek(int fildes, 0, SEEK_CUR);
当调用成功时则返回目前的读写位置，也就是距离文件开头多少个字符。
若有错误则返回-1，errno会存放错误代码；
EINTR 此调用被信号所中断；
EAGAIN 当使用不可阻断I/O时(O_NONBLOCK)若无数据可读取则返回此值;
EBADF 参数fd非有效的文件描述符，或该文件已被关闭；
ESPIPE 参数fildes所指的文件为一管道(pipe),socket或FIFO;
EINVAL 参数whence非有效值；
mkstemp :int mkstemp(char *template);
建立唯一的临时文件；
mkstemp()用来建立唯一的临时文件。参数template所指的文件名字符串最后六个字符必须是XXXXXX.
mkstemp()会以可读写模式和0600权限来打开该文件，如果该文件不存在则会建立该文件。
打开该文件后其文件描述符会返回；
文件顺利打开后返回可读写的文件描述符。若文件打开失败则返回NULL,并把错误代码设给errno；
EINVAL 参数template字符串最后六个字符非XXXXXX;
EEXIST 无法建立临时文件；
参数template所指的文件名字符串必须声明为数组：
char template[] = "temp-XXXXXX";
不可使用下列表达式：
char *template = "temp-XXXXXX";
#include <stdlib.h>
main()
{
int fd;
char template[] = "temp-XXXXXX";
fd = mkstemp(template);
printf("template: %s\n", template); //template:temp-1gBcde
close(fd);
}
open :int open(const char *pathname, int flags);
int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);
打开文件；
参数pathname指向欲打开的文件路径字符串。下列是参数flags所能使用的旗标:
O_RDONLY 以只读方式打开文件;
O_WRONLY 以只写文件打开文件;
O_RDWR 以可读写方式打开文件.上述三种旗标是互斥的,也就是不可同时使用,
但可以与下列旗标利用OR(|)运算来组合：
O_CREAT 若打开的文件不存在则自动创建该文件；
O_EXCL 如果O_CREAT也被设置，此指令会去检查该文件是否存在。文件不存在则建立该文件，否则将导致打开
文件错误。此外，若O_CREAT也与O_EXCL同时设置，且欲打开的文件为符号链接(symbol link),则会打
开文件失败；
O_NOCTTY 如果打开的文件为终端机设备时，则不会将该终端机当成进程控制终端机；
O_TRUNC 若文件存在并且以可写方式打开时，此旗标会令文件长度清0，而原来存在该文件的数据也会消失；
O_APPEND 当读写文件时会从文件尾开始移动，也就是所写入的数据会以追加方式加入到文件后面；
O_NONBLOCK 以非阻塞方式方式打开文件，也就是无论有无数据读取或等待，都会立即返回进程之中；
O_NDELAY 同O_NONBLOCK;
O_SYNC 以同步(synchronous)的方式打开文件；
O_NOFOLLOW 如果参数pathname所指的文件为一符号链接(symbol link)，则会打开文件失败；
O_DIRECTORY 如果参数pathname所指向的文件并非为一目录，则会打开文件失败。
S_IRWXU00700 权限，代表该文件所有者具有可读，可写及可执行权限；
S_IRUSR 或S_IREAD,00400权限，代表该文件所有者具有可读权限；
S_IWUSR 或S_IWRITE,00200权限，代表该文件所有者具有可写入权限；
S_IXUSR 或S_IEXEC,00100权限，代表该文件所有者具有可执行权限；
S_IRWXG 00070权限，代表该文件用户组具有可读，可写及可执行权限；
S_IRGRP 00040权限，代表该文件用户组具有可读的权限；
S_IWGRP 00020权限，代表该文件用户组具有可写的权限；
S_IXGRP 00010权限，代表该文件用户组具有可执行的权限；
S_IRWXO 00007权限，代表其他用户具有可读，可写及可执行权限；
S_IROTH 00004权限，代表其他用户具有可读权限；
S_IWOTH 00002权限，代表其他用户具有可写权限；
S_IXOTH 00001权限，代表其他用户具有可执行权限；
若所有欲核查的权限都通过了检查则返回0值，表示成功，只要有一个权限被禁止(denied)则返回-1；
EEXIST 参数pathname所指的文件已存在，却使用了O_CREAT和O_EXCL旗标；
EACCES 参数pathname所指的文件不符合所要求测试的权限；
EROFS 欲测试写入权限的文件存在于只读文件系统内；
EFAULT 参数pathname指针超出可存取内存空间；
EINVAL 参数mode不正确；
ENAMETOOLONG 参数pathname太长；
ENOTDIR 参数pathname不是目录；
ENOMEM 核心内存不足；
ELOOP 参数pathname有过多的符号连接问题；
EIO I/O存取错误；
使用access()作用户认证方面的判断要特别小心，如在access()后再作open()的空文件可能造成系统安全问题；
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
main()
{
int fd,size;
char s[]="Linux test!\n", buffer[128];
fd = open("/tmp/temp", O_WRONLY | O_CREAT);
write(fd, s, sizeof(s));
close(fd);
fd = open("tmp/temp", O_RDONLY);
size = read(fd, buffer, sizeof(buffer));
close(fd);
printf("read :%s\n", buffer);
}
read :ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
由已打开的文件读取数据；
read()会把参数fd所指文件传送count个字节到buf指针所指的内存中。若参数count为0，则read()不会有作用
并返回0。返回值为实际读取到的字节数，如果返回0，表示已到达文件尾或是无可读取的数据，此外文件读写
位置会随读取到的字节移动；
如果顺利read()会返回实际读取到的字节数，最好能将返回值与参数count作比较，若返回的字节数比所要求读
取的字节数少，则有可能读到了文件尾，从管道(pipe)或终端机读取，或者是read()被信号中断了读取动作。当
有错误发生时则返回-1，错误代码存于errno而文件读写位置则无法预期；
EINTR 此调用被信号所中断；
EAGAIN 当使用不可阻断I/O时(O_NONBLOCK),若无数据可读取则返回此值；
EBADF 参数fd非有效的文件描述符或该文件已关闭；
sync :int sync(void);
将缓冲区数据写回磁盘；
sync()负责将系统缓冲区数据写回磁盘，以确保数据同步；
返回0；
write :ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);
将数据写入已打开的文件内；
write()会把参数buf所指的内存写count个字节到参数fd所指的文件内，文件读写位置也会随之移动；
如果顺利write()会返回实际写入的字节数。当有错误发生时则返回-1，错误代码存于errno中；
EINTR 此调用被信号所中断；
EAGAIN 当使用不可阻断I/O时(O_NONBLOCK),若无数据可读取则返回此值；
EBADF 参数fd非有效的文件描述符或该文件已关闭；